综合应用题冲刺 课件 -2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

综合应用题冲刺 类型一　热学计算 1(2024·深圳期末)2023年9月23日,第19届亚运会开幕式在中国杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬燃料,实现循环内的零排放,助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),甲醇的热值取2.1×107 J/kg。 现有8 kg的甲醇完全燃烧,求: (1)放出多少热量? 解:(1)甲醇完全燃烧放出的热量Q放=mq=8 kg×2.1×107 J/kg=1.68×108 J。 (2)若这些热量的60%被水吸收,可以使2 t水的温度上升多少? 解: (2)水吸收的热量Q吸=ηQ放=60%×1.68×108 J=1.008×108 J。 水上升的温度为Δt===12 ℃。 2(2024·聊城期中)用天然气灶把2 kg、初温为20 ℃的水烧到100 ℃,消耗了0.03 m3天然 气。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.48×107 J/m3。计算: (1)水吸收的热量; 解:(1)水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃) =6.72×105 J。 (2)天然气完全燃烧放出的热量; 解: (2)天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.03 m3×4.48×107 J/m3=1.344×106 J。 (3)该天然气灶烧水的效率。 解: (3)该天然气灶烧水的效率为η=×100%=×100%=50%。 类型二　电学计算 3 (2024·铁岭期末)如图所示,电源电压恒为6 V,小灯泡L标有“4 V,1.6 W”字样且灯丝电阻不变,定值电阻R0=20 Ω。 (1)求小灯泡正常发光的电流和电阻是多少; 解:(1)根据P=UI可知IL===0.4 A,RL===10 Ω。 (2)求只闭合开关S1,电压表的示数是多少; 解: (2)只闭合开关S1,灯泡和定值电阻串联,电压表测量灯泡两端的电压, 电路的电流为 I===0.2 A, 电压表的示数为 UV=IRL=0.2 A×10 Ω=2 V。 (3)闭合开关S1、S2、S3,将滑动变阻器滑片滑到最右端,电流表示数为0.42 A,求滑 动变阻器的最大阻值是多少。 解: (3)闭合开关S1、S2、S3,将滑动变阻器滑片滑到最右端,定值电阻和滑动变阻 器并联,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流表测量干路电流,通过定值电阻 R0的电流为I0===0.3 A, 通过滑动变阻器的电流为 IR=I'-I0=0.42 A-0.3 A=0.12 A, 滑动变阻器的最大阻值是R===50 Ω。 4 (2024·昆明期末)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3 A;当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0. 45 A。求: (1)电源电压; 解:(1)当S1、S2断开,S3闭合时, 电路为只有R1的简单电路,电源电压 U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V。 (2)定值电阻R2的阻值; 解: (2)当S1断开,S2、S3闭合时, R1、R2并联,I总=0.45 A,U2=U1=U=3 V, R1两端电压不变,电流也不变,通过R2的电流 I2=I总-I1=0.45 A-0.3 A=0.15 A,R2的电阻R2===20 Ω。 (3)当开关S1闭合,S2、S3断开时,通电10 s电阻R1产生的热量。 解: (3)当S1闭合,S2、S3断开时,R1、R2串联, 总电阻R=R1+R2=10 Ω+20 Ω=30 Ω,电流相等,电路中的电流I===0.1 A, 通电10 s电阻R1产生的热量Q=I2R1t=(0.1 A)2×10 Ω×10 s=1 J。 5(2024·沈阳期中)图甲为某型号电子秤,其原理结构如图乙所示;R0为定值电阻, R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示;改写电压表(量程为0～ 3 V)的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量;踏板的质量忽略不计,电源电压 保持6 V不变。 (1)空载时,电压表的示数为1 V,求定值电阻R0的阻值。 解:(1)空载时压敏电阻所受压力为0,由图丙知此时压敏电阻的阻值为250 Ω, 电压表测定值电阻两端电压,在串联电路中电流处处相等,故电路中的电流为 I===0.02 A,定值电阻的阻值为R0===50 Ω。 (2)当压力F=500 N时,求电压表的示数。 解: (2)由图丙知,当压力F=500 N时,压敏电阻R'=150 Ω,此时电路中的电流为 I'===0.03 A, 则电压表的示数为U'0=I'R0=0.03 A×50 Ω=1.5 V。 (3)在保证电路安全的情况下,求电子秤所受最大压力。 解: (3)R0两端最大电压为3 V,此时电子秤受到的压力最大,电源电压为6 V, 根据串联分压可知,压敏电阻两端电压等于定值电阻两端电压, 故压敏电阻的阻值等于定值电阻的阻值,等于50 Ω, 由图丙可知,此时受到的压力最大,为1 000 N。 6(2024·天津期末)图甲是一款智能电加热杯垫,它适用于不同材质、不同形状的杯子,具有“轻轻一放,随即加热,恒定保温”的特点。该杯垫有加热、保温两个挡位,内部简化电路图如图乙所示。R1、R2为电热丝,电源电压为220 V,R1的阻值为 2 200 Ω。闭合开关S1、S2时为高温挡,高温挡的功率为66 W,只闭合开关S1时为低温挡。求: (1)低温挡工作时的电功率; 解:(1)由题意可知,只闭合S1是低温挡, 分析电路可知,此时电路中只有R1工作,因此低温挡工作时的电功率 P1===22 W。 (2)高温挡工作2 min,杯垫产生的热量; 解: (2)高温挡的功率为66 W,则工作2 min杯垫产生的热量为 Q=W=Pt=66 W×120 s=7 920 J。 (3)电热丝R2的阻值。 解: (3)闭合开关S1、S2时为高温挡,高温挡的功率为P=66 W, 由于此时R1、R2同时工作,且R1的功率为22 W,则电热丝R2的功率为 P2=P-P1=66 W-22 W=44 W, 根据P2=,可得R2===1 100 Ω。 类型三　电热综合 7 (2024·南昌期末)图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热 丝,通过单独或同时闭合开关实现低温挡和高温挡切换,低温挡功率为440 W,高温 挡功率为880 W,已知粥的比热容c粥=4.0×103 J/(kg·℃)。 (1)求当电饭锅正常使用且处于低温挡时的电流; 解:(1)处于低温挡时电流I低===2 A。 (2)求电热丝R2的阻值; 解: (2)由题图乙可知,当S1和S2闭合时,R1和R2并联,此时电路中总电阻最小,总功率最大,为高温挡,当只闭合S1时,电路中只有R1工作,为低温挡;所以电阻丝R2的电功率 P2=P高-P低=880 W-440 W=440 W,R2的阻值R2===110 Ω。 (3)正常使用高温挡将2 kg的粥从20 ℃加热到86 ℃时需要800 s。 求该电饭锅的加热效率。 解: (3)高温挡加热过程,粥吸收的热量Q吸=c粥m(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×2 kg ×(86 ℃-20 ℃)=5.28×105 J。电饭锅消耗的电能W=P高t时=880 W×800 s=7.04×105 J, 该电饭锅加热的效率η=×100%=×100%=75%。 8(2024·葫芦岛期末)某太阳能热水器公司研制出一种新的太阳能、电能两用热水器。天气晴朗时使用太阳能;在阳光不足时,用电热丝辅助加热。实物如图所示,热水器铭牌如表所示。 **牌热水器 型号-18A 集热管数28支 额定频率50 Hz 水箱体积100 L 集热管管长 180 cm 额定电压220 V 防水等级A 系统压强3.0MPa 额定功率2 200 W (1)求电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流; 解:(1)因为电热水器正常工作,所以根据P=UI可得,热水器正常工作时的电流为 I===10 A,由I=得,热水器电热丝的电阻R===22 Ω。 (2)求太阳能热水器贮满水,水温从20 ℃加热到50 ℃时吸收的热量; 解: (2)由ρ=得,水的质量为m=ρV=1.0×103 kg/m3×100×10-3 m3=100 kg, 水吸收太阳的热量为 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×107 J。 (3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20 ℃升高到50 ℃时,不考虑热量的损失,需要多少立方米的天然气?(天然气的热值为4.0×107 J/m3) 解: (3)由题知Q吸=Q放=Vq, 所以需要天然气的体积为V'===0.315 m3。 (4)由于天气不好,太阳能热水器只将水加热到35 ℃,再用电热丝辅助加热,热水器正常工作4 000 s,才能将水加到50 ℃使用,求热水器的电能转化为内能的效率。(百分号前保留一位小数) 解: (4)水从35 ℃加热到50 ℃吸收的热量 Q吸'=cm(t-t0')=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃-35 ℃)=6.3×106 J, 由P=得,消耗的电能为W电=Pt时=2 200 W×4 000 s=8.8×106 J, 热水器的效率为η=×100%=×100%≈71.6%。 $$